CN203423541U - 定子铁芯及包括该定子铁芯的电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种定子铁芯，包括铁芯齿，所述铁芯齿的齿顶表面为圆弧，所述圆弧与铁芯齿不同心。本实用新型还公开了一种电机，包括转子、固定于转子上的磁极、上述定子铁芯。在转子旋转过程中会产生纹波转矩，纹波转矩的大小呈正弦波或余弦波式的变化，在定子旋转过程中会与定子各个位置间形成长度不同的气隙，气隙是指定子齿与磁极之间的距离，铁芯齿的齿顶表面为弧面能在气隙中形成一种正弦波或余弦波形式的磁场，从而和电机自身的转矩脉动相抵消，最终降低电机的转矩脉动，提高电机转矩的平稳性，并且降低损耗，提高效率，这种方式结构简单，加工难度低、成本低。

Description

定子铁芯及包括该定子铁芯的电机

技术领域

本实用新型涉及定子铁芯及包括该定子铁芯的电机。

背景技术

永磁电机具有功率密度高、效率高等优点，被广泛应用于高性能控制场合，高性能控制场合对电机转矩的平稳性要求较高，转矩脉动过大会降低驱动系统的可靠性，尤其在伺服系统中，转矩脉动会严重影响伺服控制的精度。

在高性能场合应用的永磁电机一般包括齿槽转矩和纹波转矩，齿槽转矩是指转子磁链与定子磁阻相互作用而产生的定位转矩，其大小随着转子旋转角度变化而变化；纹波转矩是指转子磁链与定子电流的磁动势相互作用而产生的脉动转矩；由于这两者的存在会使电机平均转矩下降、损耗增加、效率降低，并且在转子旋转过程中呈周期变化，从而影响电机转矩的平稳性。

一般通过改变磁极的形状，如在磁极上开槽、将磁极偏移、对磁极进行削角、改变磁极形状等方式来降低转矩脉动，但是这些方式会增加磁极的制作难度和成本，并且在制作过程中的制作偏差会带来新的转矩脉动，在制作过程中，需要对磁极多余部分进行切割、研磨，这样会损耗很多原材料，造成了极大地浪费。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种新的定子齿形的，制作成本较低、脉动转矩小的定子铁芯。

本实用新型的另一个目的在于提供一种成本较低、脉动转矩小的电机。

为了实现本实用新型的目的，采取的技术方案是：

一种定子铁芯，包括铁芯齿，所述铁芯齿的齿顶表面为圆弧，所述圆弧与铁芯齿不同心。

由于圆弧与铁芯齿不同心，因此在电机转子与定子间形成不同长度的气隙（气隙是指电机转子与定子之间的间隙），在转子的旋转过程中由于不等长气隙，可形成较好的正弦波气隙磁场，降低电机的转矩脉动，提高电机转矩的平稳性，并且降低损耗，提高效率，这种方式结构简单，加工难度低、成本低下面对技术方案进一步说明：

优选的是，所述圆弧的直径小于所述铁芯齿齿顶圆的直径。圆弧直径小于铁芯齿齿顶圆的直径时产生的气隙磁场能更好的抵消掉电机的转矩脉动，达到更好的效果。

优选的是，还包括线圈架、漆包线，所述漆包线缠绕于线圈架上，所述线圈架上开有通孔，所述齿置于通孔内并与通孔相配合。现有技术中的漆包线直接绕在定子铁芯的各个齿之间，这种方式缠绕的漆包线端部长度较长，并且损耗电能较大，也不利于散热，采用线圈架的方式缠绕端部长度短，并且漆包线绕线紧凑，利于散热，在转子转动过程中，消耗的电能更少，节约了电能，产生的热量也更少，不会导致定子或转子的温度过高而烧坏，采用这种方式，漆包线分布更加规范均匀紧凑，产生的脉动转矩也会降低，能进一步提高电机转矩的平稳性，达到更好的效果。

优选的是，定子铁芯还包括卡板，所述齿顶位置两侧开有槽，所述卡板安装于相邻齿间相对应的槽中。通过卡板的方式对线圈架进行定位，能使线圈架更加稳固，卡板与两侧分别安装于相邻两个齿的相对的槽中，这种方式，便于拆装，安装时，只需要将绕有漆包线的线圈架套在齿上，再将卡板滑入到槽中卡紧，就能实现安装，拆卸时，也很方便，适用于大规模生产。

优选的是，所述槽沿齿厚度方向开设，所述槽为通槽。所述槽为通槽时，可以从槽的两端任意一端中插入或取出卡板，便于使用。

优选的是，所述槽沿齿厚度方向开设，所述槽为一端封闭的槽。所述槽为一端封闭，另一端开口的槽式时能更好的使卡板推到位，挡卡板一端顶住槽的封闭短时就说明安装到位了，这种结构简单、使用方便。

优选的是，所述漆包线沿通孔周向缠绕。漆包线这种缠绕更加快速，并且不会堵住线圈架的通孔，便于线圈架插入到齿上。

优选的是，所述线圈架上开有多个与所述漆包线相配合的凹槽。线圈架上的凹槽便于将漆包线绕在其中，并且能防止漆包线出现移动。

优选的是，所述线圈架的两端面为平面。线圈架两端面为平面结构简单，并且便于将卡板安装到槽中。

本实用新型还提供一种电机，包括转子、固定于转子上的磁极、上述定子铁芯，包括铁芯齿，所述铁芯齿的齿顶表面为圆弧，所述圆弧与铁芯齿不同心。

优选的是，所述定子铁芯还包括线圈架、漆包线，所述漆包线缠绕于线圈架上，所述线圈架上开有通孔，所述齿置于通孔内并与通孔相配合。

优选的是，定子铁芯还包括卡板，所述齿顶位置两侧开有槽，所述卡板安装于相邻齿间相对应的槽中。

本实用新型的优点是：

在转子旋转过程中由于弧面与转子间不等长气隙可形成较好的正弦波气隙磁场，降低电机的转矩脉动，提高电机转矩的平稳性，并且降低损耗，提高效率，这种方式结构简单，加工难度低、成本低。

现有技术中的漆包线直接绕在定子铁芯的各个齿之间，这种方式缠绕的漆包线端部长度较长，并且损耗电能较大，也不利于散热，采用线圈架的方式能大大减少线圈端部长度消耗的电能更少，节约了电能，产生的热量也更少，不会导致定子或转子的温度过高而烧坏，并且缠绕整齐紧凑，进一步提高散热效率，提高使用寿命，采用这种方式，漆包线分布更加规范均匀，产生的脉动转矩也会降低，能进一步提高电机转矩的平稳性，达到更好的效果；通过卡板的方式对线圈架进行定位，能使线圈架更加稳固，卡板与两侧分别安装于相邻两个齿的相对的槽中，这种方式，便于拆装，安装时，只需要将绕有漆包线的线圈架套在齿上，再将卡板滑入到槽中卡紧，就能实现安装，拆卸时，也很方便，适用于大规模生产。

附图说明

图1是本实用新型定子铁芯的示意图；

图2是本实用新型定子铁芯中线圈架的示意图；

图3是本实用新型定子铁芯中铁芯齿的示意图；

图4是图3中Ⅰ号局部放大图；

图5是本实用新型电机内部略去线圈架及漆包线时的示意图。

附图标记说明：

100.定子铁芯，101.铁芯齿，1011.齿顶表面，1012.槽，1013.齿，102.线圈架，1021.通孔，1022.凹槽，1023.端面，103.漆包线，104.卡板，200.转子，300.磁极，400.气隙。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明：

实施例1：

参阅图1-4，在本实用新型的实施例中，所述定子铁芯100包括铁芯齿101、还包括线圈架102、漆包线103、卡板104，所述铁芯齿101的齿顶表面1011为圆弧，所述圆弧与铁芯齿不同心，所述漆包线103缠绕于线圈架102上，所述线圈架102上开有通孔1021，所述齿1013置于通孔1021内并与通孔1021相配合，所述齿1013顶部位置两侧开有槽1012，所述卡板104安装于相邻齿1013间相对应的槽1012中，所述槽1012沿齿1013厚度方向开设，所述槽1012为通槽，所述漆包线103沿通孔1021周向缠绕。

实施例2：

本实施例与实施例1不同的地方在于，所述槽沿齿厚度方向开设，所述槽为一端封闭、另一端有开口的槽。

实施例3：

本实施例与实施例1、实施例2不同的地方在于，所述线圈架上开有多个与所述漆包线相配合的凹槽。

如图5所示，本实用新型还提供一种电机，包括转子200、固定于转子200上的磁极300、上述定子铁芯100，所述定子铁芯100包括铁芯齿101，所述铁芯齿101的齿顶表面1011为圆弧，所述圆弧与铁芯齿101不同心。所述定子铁芯100还包括线圈架、漆包线，所述漆包线缠绕于线圈架上，所述线圈架上开有通孔，所述齿置于通孔内并与通孔相配合。定子铁芯还包括卡板，所述齿顶位置两侧开有槽，所述卡板安装于相邻齿间相对应的槽中。

上述实施例均能达到的优点是：在转子200旋转过程中会产生纹波转矩，纹波转矩的大小呈正弦波或余弦波式的变化，在转子200旋转过程中会与定子铁芯100各个位置间形成长度不同的气隙400，气隙400是指定子齿与磁极之间的距离，铁芯齿101的齿顶表面1011为弧面能在气隙400中形成一种正弦波或余弦波形式的磁场，从而和电机自身的转矩脉动相抵消，最终降低电机的转矩脉动，提高电机转矩的平稳性，并且降低损耗，提高效率，这种方式结构简单，加工难度低、成本低。

采用线圈架102的方式能使漆包线103缠绕整齐紧凑，并且漆包线103套设于齿1013上，在转子200转动过程中，不松动不振动，消耗的电能更少，节约了电能，产生的热量也更少，不会导致定子铁芯100或转子200的温度过高而烧坏，采用这种方式，漆包线103分布更加规范均匀，产生的脉动转矩也会降低，能进一步提高电机转矩的平稳性，达到更好的效果；通过卡板104的方式对线圈架102进行定位，能使线圈架102更加稳固，卡板104与两侧分别安装于相邻两个齿1013的相对的槽1012中，这种方式，便于拆装，安装时，只需要将绕有漆包线103的线圈架102套在齿1013上，再将卡板104滑入到槽1012中卡紧，就能实现安装，拆卸时，也很方便，适用于大规模生产。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种定子铁芯，其特征在于，包括铁芯齿，所述铁芯齿的齿顶表面为圆弧，所述圆弧与铁芯齿不同心。 

2.根据权利要求1所述的定子铁芯，其特征在于，所述圆弧的直径小于所述铁芯齿齿顶圆的直径。 

3.根据权利要求1所述的定子铁芯，其特征在于，还包括线圈架、漆包线，所述漆包线缠绕于线圈架上，所述线圈架上开有通孔，所述齿置于通孔内并与通孔相配合。 

4.根据权利要求3所述的定子铁芯，其特征在于，还包括卡板，所述齿顶位置两侧开有槽，所述卡板安装于相邻齿间相对应的槽中。 

5.根据权利要求4所述的定子铁芯，其特征在于，所述槽沿齿厚度方向开设，所述槽为通槽。 

6.根据权利要求4所述的定子铁芯，其特征在于，所述槽沿齿厚度方向开设，所述槽为一端封闭的槽。 

7.根据权利要求3所述的定子铁芯，其特征在于，所述漆包线沿通孔周向缠绕。 

8.根据权利要求3-7任一项所述的定子铁芯，其特征在于，所述线圈架上开有多个与所述漆包线相配合的凹槽。 

9.一种电机，包括转子、固定于转子上的磁极、如权利要求1-8任一项所述的定子铁芯，其特征在于，所述定子铁芯包括铁芯齿，所述铁芯齿的齿顶表面为圆弧，所述圆弧与铁芯齿不同心。 

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